Estudo e otimização de uma pilha de combustível de pequena potência (10W) e sua integração em equipamento portátil

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia MecânicaCom o presente trabalho pretende-se, em termos globais, contribuir para o aprofundamento do conhecimento sobre as pilhas de combustível a hidrogénio através do estudo de uma pilha de combustível de pequena potência (10W) e a sua integração em equipamento portátil. Em termos estruturais, de uma forma geral, esta dissertação engloba três partes distintas, uma parte inicial na qual se procede a uma revisão de literatura, uma segunda parte, na qual é efetuado um estudo acerca da implementação da pilha de combustível a hidrogénio no equipamento portátil escolhido, por fim, uma terceira parte na qual é apresentada uma simulação do funcionamento dessa pilha com a devida discussão sobre os resultados obtidos, bem como sobre as limitações do estudo. Foram delineados três objetivos para este trabalho: o estudo teórico das pilhas de combustível, composto pelo estudo do seu princípio de funcionamento, das suas características, do tipo de combustível, das aplicações e dos desafios existentes neste tipo de tecnologia; o estudo comparativo entre as pilhas de combustível e outras tecnologias no mercado; e a implementação de uma pilha a hidrogénio num equipamento portátil escolhido por mim e estudo das suas características em funcionamento. A implementação de uma pilha de combustível a hidrogénio num equipamento portátil foi conseguida através do recurso ao programa Matlab®. Assim, foi possível a simulação do funcionamento da pilha para o equipamento selecionado. A simulação permitiu analisar e compreender o processo no interior da pilha de hidrogénio e o que esta transmite para o equipamento portátil. Em termos de resultados, estes foram suficientes para se ajuizar sobre as curvas características típicas de uma pilha de hidrogénio, nomeadamente da variação da corrente e da tensão com a variação de carga aplicada na pilha de hidrogénio.Abstract: The intention with the present work, in global terms, is to contribute for a more profound understanding about the hydrogen fuel cells from the studies of a low power fuel cell (10W) and its integration on portable equipment. In structural terms, in a general way, this thesis is assembled in three distinct parts, one consisting in a literature revision, a second in a study about the implementation of a hydrogen fuel cell in a particularly chosen portable equipment, and a third consisting in a simulation and discussion of obtained results of a fuel cell operation as well as study shortfalls. There were three objectives to be considered for this work: the theoretical study of the fuel cell, consisting on the: (i) study of the operation principle, (ii) main features, (iii) fuel type, (iv) existing applications and (v) technology challenges; the study of its functioning characteristics and also the comparative study between fuel cells and other technologies available in the market and the implementation of a hydrogen fuel cell in a portable equipment chosen by me. The implementation of a hydrogen fuel cell in a portable equipment was only possible resorting to the Matlab® program. Therefore, it was possible to simulate in the selected equipment the functioning of the fuel cell. The simulation allowed the analysis and the understanding of the interior process of the hydrogen fuel cell and what it provides to the portable equipment. Concerning results, these were more than enough to get the typical outline of the characteristic curves of a hydrogen fuel cell, mostly about the current and tension variation with the charge variation applied the hydrogen fuel cell

Clonagem do gene p28 e análise da expressão da proteína recombinante a partir da amostra Jaboticabal de Ehrlichia canis e sua aplicação no diagnóstico da erliqueose canina

O presente estudo objetivou clonar e analisar a expressão do gene p28 da amostra Jaboticabal de Ehrlichia canis e avaliar sua utilização no diagnóstico molecular e sorológico da erliquiose canina. A PCR, baseada no gene p28 de E. canis, foi capaz de detectar o DNA de um único parasita entre um bilhão de células. Amostras sangüíneas de cães com suspeita clínica de erliquiose foram testadas pela PCR, baseada no gene p28 e pela nested PCR para detecção do gene 16S rRNA. O fragmento amplificado do gene p28 foi observado em 51,25% (n=41) das 80 amostras examinadas, e todas elas foram positivas para o gene 16S rRNA de E. canis, entretanto, em outros 21,25% (n=17) das amostras apenas o gene 16S rRNA foi detectado. A caracterização molecular do gene p28 mostrou similaridade com outras amostras de E. canis. Para a expressão da proteína recombinante P28, foram testados dois sistemas diferentes com linhagens de Escherichia coli BL21(DE3), BL21 Star(DE3)pLysS, BL21(DE3) pLysS e BL21-CodonPlus(DE3)-RIL. A análise pelo Western-blotting revelou reatividade de várias frações protéicas com anticorpo policlonal anti-E. canis. Porém, quando a membrana foi incubada com anticorpo monoclonal para detecção de moléculas de histidina, não houve reatividade, mostrando a ausência de expressão da proteína P28.The aim of this study was to clone and express the p28 gene of Ehrlichia canis Jaboticabal strain and evaluate its application in molecular and serological diagnosis of canine ehrlichiosis. The p28-based PCR was able to detect E. canis DNA of one parasite among one billion cells. Blood samples from dogs for which a diagnosis of canine ehrlichiosis was suspected were tested by p28-based PCR and by 16S rRNA-based nested PCR. Amplified fragment from p28 gene were observed in 51.25% (n=41) among 80 assayed samples and all of this positive samples were also positives for 16S rRNA gene of E. canis, however in 21.25% (n=17) only 16S rRNA gene was detected. The molecular characterization of p28 gene showed similarity with others strains of E. canis. Expression of P28 recombinant protein was tested with two different systems and in Escherichia coli BL21(DE3), BL21 Star(DE3)pLysS, BL21(DE3) pLysS and BL21-CodonPlus(DE3)-RIL strains. After expression induction, Westernblotting showed reactivity of some protein fractions against anti-E. canis antibodies. However, when samples were incubated with anti-histidine monoclonal antibodies, they did not react, demonstrating non-expression of P28 protein.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP

Ocorrência de Theileria equi em equinos criados na microrregião de Jaboticabal, Estado de São Paulo, Brasil

Amostras de sangue e soro de 170 equinos criados na microrregião de Jaboticabal, Estado de São Paulo, Brasil, foram coletadas e avaliadas pelo exame direto em esfregaço sanguíneo, reação de imunofluorescência indireta (RIFI) e nested reação em cadeia da polimerase (nPCR) para a detecção de infecções por Theileria equi. A concordância dos resultados entre os testes de diagnóstico foi verificada pelo teste de McNemar. Durante o exame dos esfregaços sanguíneos, parasitos foram detectados em seis (3,52%) equinos. Anticorpos anti-T. equi foram detectados em 100% das amostras de soros, com títulos variando entre 1:80 e 1:5120. O nPCR, baseado na sequência do gene do antígeno de merozoíto de T. equi (EMA-1), permitiu a visualização de produtos de amplificação espécie-específico em 108 (63,53%) equinos. Houve diferença altamente significativa (p < 0,0001) entre RIFI e nPCR; RIFI e esfregaço sanguíneo; e nPCR e esfregaço na detecção do parasito. O resultado do presente estudo indica que a infecção por T. equi está amplamente distribuída entre os equinos na microrregião de Jaboticabal, região Nordeste do Estado de São Paulo, Brasil.Blood and serum samples from 170 horses raised in the Jaboticabal microregion, São Paulo State, Brazil, were collected and tested by microscopic examination of blood smears, indirect fluorescent antibody test (IFAT) and nested polymerase chain reaction (nPCR) for Theileria equi infections. The association among the test results was verified by the McNemar test. During the examination of thin blood smears, parasites were detected in six (3.52%) horses. Anti-T. equi antibodies were detected in 100% sera samples, with titers ranging between 1:80 and 1:5120. The nPCR based on the T. equi merozoite antigen gene (EMA-1) allowed the visualization of specie-specific amplified product in 108 (63.53%) horses. All six samples judged positive microscopically were also positive for nPCR. Statistical analysis indicated general disagreement (p < 0.0001) between IFAT and nPCR; IFAT and blood smear; and nPCR and blood smear on the detection of parasite carriers. The results of the present study indicate that T. equi is widely spread among horses in the Jaboticabal microregion, Northeast region of São Paulo State, Brazil